Проявление апвеллингов в Черном море в данных мультисенсорного дистанционного зондирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты исследования апвеллингов в Черном море, а именно: в северо-восточной части моря, у Тендровской косы/западного побережья Крыма, а также у побережья Турции. Они основаны на использовании данных дистанционного зондирования Земли, в частности данных сканеров цвета (MODIS, VIIRS, OLCI-a и OLCI-b), радиометров инфракрасного диапазона (TIRS и AVHRR), а также радиолокационных изображений (РЛИ), полученных радиолокаторами с синтезированной апертурой. Комплексный подход с использованием практически только данных дистанционного зондирования позволяет достаточно полно охарактеризовать наблюдаемые апвеллинги в Черном море. В активной фазе апвеллинг помимо температуры поверхности моря (ТПМ) обычно отображается как в поле концентрации хлорофилла-а (chlor-a), так и в поле шероховатости морской поверхности. В наших случаях продолжительность апвеллингов варьировала от 6 до 10 сут, перепады ТПМ в зоне апвеллингов составляли до 8°С, концентрации chlor-a превышали в 5–6 раз фоновые значения, составляющие 0.5–0.7 мг/м3. Максимальные аномалии ТПМ до 8°С наблюдались у турецкого побережья. В результате анализа выявлена однозначная взаимосвязь между областями пониженной ТПМ в зоне апвеллинга, шероховатостью морской поверхности и концентрацией chlor-a. Показано, что в случае использования полного набора данных дистанционного зондирования наблюдение, мониторинг и исследование апвеллинга не представляет принципиальных затруднений.

Об авторах

Д. В. Хлебников

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dx@ocean.ru
Россия, Москва

А. Ю. Иванов

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Научно-исследовательский институт аэрокосмического мониторинга “АЭРОКОСМОС”

Email: dx@ocean.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

М. А. Евдошенко

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dx@ocean.ru
Россия, Москва

С. К. Клименко

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dx@ocean.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Бортковский Р.С. О влиянии температуры воды на состояние поверхности океана и на процессы переноса // Изв. АН СССР. ФАО. 1997. Т. 33. № 2. С. 266–273.
  2. Бычкова И.А., Викторов C.B. Выявление и систематизация апвеллингов Балтийского моря на основе спутниковых данных // Океанология. 1987. Т. 27. № 2. С. 218–223.
  3. Бычкова И.А., Викторов C.B., Виноградов В.В. Использование спутниковых данных для изучения апвеллинга и фронтогенеза в Балтийском море // Исслед. Земли из космоса. 1985. № 2. С. 12–19.
  4. Бычкова И.А., Викторов C.B., Шумахер Д.А. О связи крупномасштабной атмосферной циркуляции и процессов возникновения прибрежного апвеллинга в Балтийском море // Метеорология и гидрология. 1988. № 10. С. 91–98.
  5. Воронин А.М., Лазарев А.А., Показеев К.В., Шелковников Н.К. Влияние разности температур воды и воздуха на генерацию ветровых волн // Вестн. МГУ. Сер. 3: Физика, Астрономия. 1985. Т. 26. № 6. С. 75–79.
  6. Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Соловьев Д.М., Станичный С.В. Прибрежный апвеллинг в северо-западной части Черного моря // Исслед. Земли из космоса. 1997. № 6. С. 66–72.
  7. Голенко М.Н. Исследование пространственной термохалинной и динамической структуры прибрежного апвеллинга на примере юго-восточной части Балтийского моря. Автореф. дис. на соискание уч. ст. канд. физ.-мат. наук. Калининград, 2010.
  8. Горячкин Ю.Н. Апвеллинг у берегов Западного Крыма // Морcкой гидрофиз. журн. 2018. Т. 34. № 5. С. 399–411.
  9. Гурова Е.С., Иванов А.Ю. Особенности проявления гидродинамических структур в юго-восточной части Балтийского моря по данным спектрорадиометров MODIS и космической радиолокации // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 4. С. 41–54.
  10. Джиганшин Г.Ф., Полонский А.Б., Музылева М.А. Апвеллинг в северо-западной части Черного моря в конце летнего сезона и его причины // Морской гидрофиз. журн. 2010. № 4. С. 45–57.
  11. Запевалов А.С. Наблюдения шероховатости морской поверхности в период апвеллинга // Морской гидрофиз. журн. 2001. № 2. С. 36–43.
  12. Зацепин А.Г., Сильвестрова К.П., Куклев С.Б., Пиотух В.Б., Подымов О.И. Наблюдение цикла интенсивного прибрежного апвеллинга и даунвеллинга на гидрофизическом полигоне ИО РАН в Черном море // Океанология. 2016. Т. 56. № 2. С. 203–214.
  13. Иванов А.Ю., Литовченко К.Ц. Океанологические результаты полета КА “Алмаз-1” // Зарубежная радиоэлектроника. 1999. № 2. С. 18–28.
  14. Иванов А.Ю., Хлебников Д.В., Коновалов Б.В., Евтушенко Н.В., Терлеева Н.В. Особенности отображения выносов рек в Черном море в данных дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 191–202.
  15. Павлушин А.А., Шапиро Н.Б., Михайлова Э.Н. Захваченные волны и меандрирование Основного Черноморского течения // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. Вып. 4. С. 14–21.https://doi.org/10.22449/2413-5577-2019-4-14-21
  16. Полонский А.Б., Музылева М.А. Современная пространственно-временная изменчивость апвеллинга в северо-западной части Черного моря и у побережья Крыма // Изв. РАН. Сер. географ. 2016. № 4. С. 96–108.
  17. Попов Н.И., Федоров К.Н., Орлов В.М. Морская вода. Справочное руководство. М.: Наука, 1979. 328 с.
  18. Ролль Г.У. Физика атмосферных процессов над морем. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 398 с.
  19. Сильвестрова К.П., Зацепин А.Г., Мысленков С.А. Прибрежные апвеллинги в Геленджикском районе Черного моря: связь с ветровым воздействием и течением // Океанология. 2017. Т. 57. № 4. С. 521–530.
  20. Станичная Р.Р., Станичный С.В. Апвеллинги Черного моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 195–207.
  21. Clemente-Colón P., Yan X.H. Observations of east coast upwelling conditions in synthetic aperture radar imagery // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 1999. 37(5). P. 2239–2248. https://doi.org/10.1109/36.789620
  22. Clemente-Colón P., Yan X.-H. Low backscatter features in SAR imagery // JHU APL Tech. Digest. 2000. 21(1). P. 116–121.
  23. Fischer W.E., Green A.B. (Eds.). Upwelling: Mechanisms, Ecological Effects and Treats to Biodiversity. Nova Science Publ. Inc., N.Y. 2013.
  24. Friehe C.A., Shaw W.J., Rogers D.P. et al. Air-sea fluxes and surface layer turbulence around a sea surface temperature front // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P. 8593–8609.
  25. Fu L.L., Holt B. SEASAT Views Ocean and Sea Ice with Synthetic Aperture Radar. NASA/JPL Publication, 1982. 81–120.
  26. Gurova E., Lehmann A., Ivanov A. Upwelling dynamics in the Baltic Sea studied by a combined SAR/infrared satellite data and circulation model analysis // Oceanologia. 2013. 55(3). P. 687–707. https://doi.org/10.5697/oc.55-3.687
  27. Hsu M.K., Mitnik L.M., Liu C.T. Upwelling area northeast of Taiwan on ERS-1 SAR images // Acta Oceanogr. Taiwan. 1995. 34(3). P. 27–38.
  28. Kowalewski M., Ostrowski M. Coastal up- and downwelling in the southern Baltic // Oceanologia. 2005. 47(4). P. 454–475.
  29. Kozlov I.E., Kudryavtsev V.N., Johannessen J.A. et al. ASAR imaging for coastal upwelling in the Baltic Sea // Adv. Space Res. 2011. 50(8). P. 1125–1137. https://doi.org/10.1016/j.asr.2011.08
  30. Landsat 8 Data Users Handbook. Ver.5. 2019 (https://www.usgs.gov/media/files/landsat-8-data-users-handbook).
  31. Lehmann A., Myrberg K. Upwelling in the Baltic Sea – A review // J. Marine Syst. (Suppl.). 2008. 74. P. S3–S12. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2008.02.010
  32. Lehmann A., Myrberg K., Hoflich K. A statistical approach to coastal upwelling in the Baltic Sea based on the analysis of satellite data for 1990–2009 // Oceanologia. 2012. 54(3). P. 369–393.
  33. Li X.M., Li X.F., He M.X. Coastal upwelling observed by multi-satellite sensors // Science in China. Sci. China. Ser. D. 2009. 52(7). P. 1030–1038.https://doi.org/10.1007/s11430-009-0088-x
  34. Lin I.-I., Wen L.-S., Liu K.-K., Tsai W.-T., Liu A.-K. Evidence and quantification of the correlation between radar backscatter and ocean colour supported by simultaneously acquired in situ sea truth // Geophys. Res. Lett. 2002. 29(10). https://doi.org/10.1029/2001GL014039
  35. Myrberg K., Andrejev O., Lehmann A. Dynamics of successive upwelling events in the Baltic Sea – a numerical case study // Oceanologia. 2010. 52(1). P. 77–99.
  36. Vanhellemont Q. Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS // Remote Sens. Environ. 2020. V. 237. 111518.
  37. Zheng Q., Yan X.-H., Huang N.E., Klemas V., Pan J. The effects of water temperature on radar scattering from the water surface: an X-band laboratory study // Global Atmos. Ocean Sys. 1997. 5. P. 273–294.

© Д.В. Хлебников, А.Ю. Иванов, М.А. Евдошенко, С.К. Клименко, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».